主权项 |
1.一种提高灰岩出露区地震信号检测能力的检波器耦合方法,其特征在于包括如下步骤:1)检波器圆盘尾锥的设计:利用石膏将检波器圆盘尾锥与灰岩耦合在一起,这种情况下检波器-灰岩耦合系统响应主要受到尾锥与石膏所构成的谐振系统的影响,尾锥与石膏谐振系统的固有频率f跟检波器尾锥的密度ρg、底半径Rg和高度h、系统刚度系数k有关,其关系式为,<maths id="math0001" num="0001" ><math><![CDATA[ <mrow> <mi>f</mi> <mo>=</mo> <mfrac> <mn>1</mn> <mrow> <mn>2</mn> <mi>π</mi> </mrow> </mfrac> <msqrt> <mfrac> <mi>k</mi> <mrow> <msub> <mi>ρ</mi> <mi>g</mi> </msub> <mi>π</mi> <msubsup> <mi>R</mi> <mi>g</mi> <mn>2</mn> </msubsup> <mi>h</mi> <mo>+</mo> <mn>0.01</mn> </mrow> </mfrac> </msqrt> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>1</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>]]></math></maths>刚度系数k为主要与尾锥、石膏之间的接触刚度有关,是组合弹性模量E、检波器尾锥底面粗糙度D、尾锥半径Rg、尾锥高度h、尾锥密度ρg的函数,可表示为,k2=φ(E,D,Rg,h,ρg) (2)检波器尾锥材料为铁质,因此其密度ρg等于7800Kg/m3,底面粗糙度等于10-11,检波器底面半径给定为2cm,铁质圆盘尾锥与石膏的组合弹性模量等于2×109,如果固有频率f≥500Hz,那么检波器-灰岩耦合效应对地震信号的影响就大大降低了,利用公式(1)、公式(2)计算出尾锥高度h≤1cm,考虑到机床等加工设备的加工能力,检波器圆盘尾锥的高度取为1cm;2)检波器圆盘尾锥的制作:选择直径为4cm的圆柱状铁质材料,首先在铁柱表面中心加工出与检波器尾锥插孔尺寸吻合的中心螺丝,螺丝的高度为1.2cm,直径为0.5cm;然后截取一个1cm厚的圆盘,利用机床设备加工出检波器圆盘尾锥;3)检波器的耦合:首先把常规检波器铁质尖尾锥取下来,然后把检波器圆盘尾锥的中心螺丝紧紧的拧到检波器外壳上;野外施工时,将石膏粉用水进行稀释,并进行搅拌至糊状,然后将灰岩出露区灰岩地表的杂物清理干净,以便石膏与灰岩地表能够很好的粘连在一起,将稀释后的石膏均匀的放在灰岩上,最后将带有圆盘尾锥的检波器牢牢地垂直放在石膏上,并稍微压一下,让两者紧密地接触在一起。等石膏凝固后,即可进行地震数据的采集接收。 |